Степень диссоциации

Домашняя Электролиты Степень диссоциации Теория Механизм Кислоты Соли Щелочи

Степень диссоциации. Константа диссоциации

 Концентрация ионов в растворах зависит от того, насколько полно данный электролит диссоциирует на ионы. В растворах сильных электролитов, диссоциацию которых можно считать полной, концентрацию ионов легко определить по концентрации (c) и составу молекулы электролита (стехиометрическим индексам), например

       c
H2SO4  =  

 2c          c
2H+ + SO4
2-

 Концентрации ионов в растворах слабых электролитов качественно характеризуют степенью и константой диссоциации.

Степень диссоциации (α) - отношение числа распавшихся на ионы молекул (n) к общему числу растворенных молекул (N):                          α = n / N

 

и выражается в долях единицы или в % (a = 0,3 – условная граница деления на сильные и слабые электролиты).

 Пример

Определите мольную концентрацию катионов и анионов в 0,01 М растворах KBr, NH4OH, Ba(OH)2, H2SO4 и CH3COOH.

Степень диссоциации слабых электролитов a = 0,3.

 Решение

KBr, Ba(OH)2 и H2SO4 - сильные электролиты, диссоциирующие полностью (α = 1).

KBr =  K+ + Br-

[K+] = [Br-] = 0,01 M

 

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-

[Ba2+] = 0,01 M

[OH-] = 0,02 M

 

H2SO4 = 2H+ + SO4

[H+] = 0,02 M

[SO42-] = 0,01 M

 

NH4OH и CH3COOHслабые электролиты (α = 0,3)

NH4OH+4 + OH-

[NH+4] = [OH-] = 0,3 • 0,01 = 0,003 M

 

CH3COOH = CH3COO- + H+

[H+] = [CH3COO-] = 0,3 • 0,01 = 0,003 M

 Степень диссоциации зависит от концентрации раствора слабого электролита. При разбавлении водой степень диссоциации всегда увеличивается, т.к. увеличивается число молекул растворителя (H2O) на одну молекулу растворенного вещества. По принципу Ле Шателье равновесие электролитической диссоциации в этом случае должно сместиться в направлении образования продуктов, т.е. гидратированных ионов.

Степень электролитической диссоциации зависит от температуры раствора. Обычно при увеличении температуры степень диссоциации растет, т.к. активируются связи в молекулах, они становятся более подвижными и легче ионизируются. Концентрацию ионов в растворе слабого электролита можно рассчитать, зная степень диссоциации α и исходную концентрацию вещества c в растворе.

 Пример

Определите концентрацию недиссоциированных молекул и ионов в 0,1 М раствора NH4OH, если степень диссоциации равна 0,01.

 Решение

Концентрации молекул NH4OH, которые к моменту равновесия распадутся на ионы, будет равна αc. Концентрация ионов NH4- и OH- - будет равна концентрации продиссоциированных молекул и равна αc (в соответствии с уравнением электролитической диссоциации)

NH4OH

«

NH4+

+

OH-

c - αc

 

αс

 

αc

 [N+H4] = [OH]- = ac = 0,01 • 0,1 = 0,001 моль/л

[NH4OH] = c - ac = 0,1 – 0,001 = 0,099 моль/л

 Константа диссоциации (KD) - отношение произведения равновесных концентраций ионов в степени соответствующих стехиометрических коэффициентов к концентрации недиссоциированных молекул.

Она является константой равновесия процесса электролитической диссоциации; характеризует способность вещества распадаться на ионы: чем выше KD, тем больше концентрация ионов в растворе.